交流接触器常见故障分析

交流接触器是一种用来接通或断开大电流电路的电器.它可以频繁地接通或切断交流电路,并可实现远距离控制.接触器主要由触头系统和电磁系统组成.触头系统包括主触头和辅助触头;电磁系统包括电磁线圈、动铁心、静铁心和反作用弹簧等.交流接触器是利用电磁吸力及弹簧反作用力配合动作使触头闭合与断开的一种电器,在机电设备控制电路中一般用它来接通或断开电源.交流接触器的故障一般发生在线圈回路、机械部分和接触部分等处.     

交流接触器构造及常见故障分析

在现冶金企业中,交流接触器是一种常用的供电设备。它在电器设备运行,特别是低压系统运行中,以其结构简单、性能叫好、价格低廉被广乏应用。它是一种用来接通或断开大电流电路的电器。它可以频繁地接通或切断交流电路,并可实现远距离控制。接触器主要由触头系统和电磁系统组成。触头系统包括主触头和辅助触头;电磁系统包括电磁线圈、动铁心、静铁心和反作用弹簧等。交流接触器是利用电磁吸力及弹簧反作用力配合动作使触头闭合与断开的一种电器,在机电设备控制电路中一般用它来接通或断开电源。交流接触器的故障一般发生在线圈回路、机械部分和接触部分等处。     

接触器短路分断特性的动力学仿真及实验研究

通过设计带有涡流斥力机构的接触器使之具有短路电流分断性能,利用动力学仿真软件ADAMS并结合有限元仿真软件ANSYS的仿真数据,建立了接触器在高速涡流斥力机构作用下的分断特性模型,得出动铁心和动触头的瞬态位移仿真曲线。利用高速摄像机,拍摄接触器的动铁心和动触头的实时位移变化。从ADAMS仿真数据和高速摄像机拍摄的数据验证了仿真模型和实物模型的准确性。最后通过50kA的短路电流实验验证所设计装置的短路电流分断特性。     

交直流接触器动作特性测试系统

介绍了一套交/直流接触器动作特性测试系统。系统实现了对交流接触器的选相分/合闸控制,采用激光位移传感器实现触头与铁心动态位移测试,驻极体传声器采集接触器闭合过程声音信号,霍尔传感器采集线圈回路和三相触头回路电压电流信号;同时使用数据采集卡将信号采集到上位机,完成数据的处理分析、自动测量、数据存储等功能。系统为交直流接触器的仿真研究、控制方案等提供技术支持,对提高接触器的设计与开发水平具有理论和实际意义。     

基于电流变化的交流接触器分段电压智能化控制研究

在总结国内外多种控制方案的基础上,根据接触器吸合阶段线圈中电流随铁心气隙变化呈现出的规律,提出了以线圈电压和电流变化为参量的智能化控制方案.通过电压电流采样,动态改变控制信号占空比,达到了实时调节线圈电流,实现了交流接触器的智能控制,优化了触头的碰撞速度,提升了接触器的机械特性和可靠性,降低了能耗.     

永磁式接触器动触头动作特性仿真分析与试验研究

针对单线圈单稳态永磁式接触器，采用仿真和试验的方法对永磁机构接触器的静态和动态动作特性进行了研究。首先，利用ANSYS软件包采用有限元模型，进行了动铁心静态吸力的仿真；其次，耦合电压平衡和达朗贝尔机械运动特征微分方程，在上述静态仿真的基础上进行了动铁心动态吸力的仿真。然后，利用ADAMS软件构建操动机构的机械模型，仿真动触头和动铁心的位移-时间特性。最后，设计试验用原型机进行试验，对仿真结果和试验结果进行对比分析，显示动触头动作特性仿真和试验结果一致性很好。     

永磁接触器位移分段PWM控制及吸合过程动态特性分析

在分析永磁接触器吸合特性的基础上,提出位移分段的控制策略,实时检测接触器动铁心位移,并据此调整控制电压脉宽调制(pulse width modulation,PWM)占空比,使接触器的动态吸力和反力特性达到良好的配合,实现最优运动特性下的吸合控制。建立在位移分段PWM智能化控制下吸合过程的动态特性方程,耦合电压平衡方程和机械运动方程,采用4阶龙格-库塔算法仿真永磁接触器整个吸合动态过程。仿真结果与实验测量较吻合,验证了动态特性方程和仿真方法的正确性。最后,针对提出的控制策略,通过实验比较了4种不同分段的PWM控制方案,选出了最佳,可显著降低永磁接触器动触头及动铁心的闭合速度,并减少由其碰撞带来的触头一、二次弹跳。     

无位置传感器的智能永磁接触器弱磁控制及合闸动态特性分析

针对永磁接触器提出了一种弱磁控制策略,实现合闸过程的智能化闭环控制,使其动态吸力和反力达到良好配合.结合磁路和电路模型,实现了动铁心实时位移信号的无位置传感器检测.耦合电压平衡方程和机械运动方程,建立了弱磁控制策略下合闸过程的动态数学模型,并采用4阶龙格-库塔法仿真了合闸动态过程.实验结果表明,通过调整和优化正、反向PWM占空比,可实现线圈正、反向电流的有效控制,由此调节动触头和动铁心的运动速度,使触头一、二次弹跳明显减少.仿真与实验结果比较吻合.     

高压断路器操动机构典型故障模拟及其特征参量变化分析

高压断路器是确保电力系统稳定运行的重要设备,其分合闸线圈电流和动触头行程曲线两个参量中包含着线圈回路及其状态、断路器机构动作过程等丰富信息.文中设计并获取了线圈接触不良、操作电压过低、铁心行程变化、铁心卡涩和油压变化等断路器操动机构常见故障的机械特性波形,获得了不同类型、不同程度故障下的上述特征参量随时间的变化趋势及可...     

无弧断开交流接触器

无弧断开交流接触器是用固态开关罩取代传统交流接触器的灭弧罩,实现由接触器接通电路并承载电流,分断电路时由固态开关在电流过零时断开电流,使主触头不产生分断电孤。 本专利发明的无弧交流接触器的原理是:晶闸管并联在主触头上,在接通过程中,接触器动触头走完动程后与静触头闭合,接通电路,此时晶闸管的控制回路由于机械延时开关的延时作用,结点仍处在断开位置,使晶闸管不参与电路的接通。动触头进入超行程区,晶闸管的控制回路被机械延时开关接通。分断过程,对应主触头退出超行程区,动静主触头分开,但由于机械延时开关的作用,晶闸管的控制回路保持接通,负载电流从主触头转移到晶闸管内流通。主触头继续断开,机械延时开关把晶闸管控制回路断开,流过晶闸管的负载电流在电流过零时断开,实现负载电流无孤分断。     

基于磁链反馈的智能交流接触器串级控制策略

为降低智能交流接触器频繁操作下的线圈温升,该文提出基于磁链反馈的串级控制策略,在智能接触器吸合过程中根据磁链调节线圈电流,实现吸合过程线圈电流的自调节。在串级控制策略中,通过平均励磁电压、线圈电流和线圈电阻反演接触器电磁机构的磁链,根据磁链调整接触器吸合过程的线圈电流参考值,使线圈电流在动静铁心闭合过程中逐渐减小,直到动静铁心稳定闭合。利用3种不同规格的双E型交流接触器验证控制策略的有效性并以其中一种为例与恒流控制策略进行实验比对,实验结果表明串级控制策略可在保证接触器快速合闸的同时实现接触器吸合过程线圈电流的自调节,有效的降低频繁操作下的线圈温升。     

基于多反馈参量的交流接触器自适应吸持控制策略

交流接触器的吸持大多通过单一控制线圈电流或电压实现,因此无法兼顾可靠吸持和节能运行的要求,该文对交流接触器不可靠吸持特性进行理论分析、建模仿真和实验测试,得到动、静铁心分离过程中线圈感应电动势的变化规律,并以此为基础,提出一种基于多反馈参量的交流接触器自适应吸持控制策略。以交流接触器正常运行中的触头电流、线圈电流以及不可靠吸持发生时线圈的感应电动势为反馈参量,通过对参量的监测并根据不同的工作状态输出相应的控制信号,使接触器即使处于较低的吸持电压下,依然具备较高的吸持稳定性。基于该策略,设计了控制模块并进行实验验证。结果表明,利用该控制策略可以有效实现接触器的节能运行与可靠吸持,减小吸持能耗并提高交流接触器的工作稳定性。     

永磁安装位置对永磁接触器动态特性的影响

永磁体是永磁接触器的关键组成部件,安装在静铁心或动铁心上会呈现出不同的动态特性.本文基于三维有限元方法,采用耦合电压的方式求得线圈的电流密度,构建位移-电流-电磁力三者关系,据此对分合闸动态过程进行了仿真和实验研究.结果表明,永磁体两种不同安装位置对永磁接触器合闸过程的动态特性影响较小;而永磁体安装在动铁心上,分闸时通电线圈与永磁体间会出现短暂的斥力,分闸时间要明显短于永磁体安装在静铁心上.本文工作为永磁接触器的永磁安装位置的选择提供了科学依据.     

RC阻容模块对空调器用交流接触器可靠性的影响研究

本文针对RC阻容模块对交流接触器的可靠性问题展开分析研究,重点从交流接触器的线圈波形、触头吸合波形、RC阻容模块的理论分析以及结合试验验证进行着手研究。通过对比分析发现在交流接触器线圈两端并联阻容模块后可有效消除线圈断开瞬间的冲击电压,同时加快主触头的分断,在减小拉弧的情况下能有效提高交流接触器电寿命。     

智能接触器准临界电流搜索自起动控制

提出一种智能接触器准临界电流自起动控制策略。通过分析电流强迫下跌现象,推导维持电流闭环的约束条件,建立了反映触头运动状态的通用反馈信号,将下降拐点处的线圈电流定义为准临界起动电流;采用模糊观测,为不同容量的接触器首次起动提供电流初值;设计双极性数字电流闭环,基于高动态响应的电流在线搜索,不断逼近当前工况下的起动临界电流,实现吸反力良好配合的自起动过程控制。所提控制策略能够自适应获取准临界起动电流,抑制触头弹跳,对本体参数变化、电压波动不敏感,兼具卡涩故障警报、线圈过流保护等优点;相关仿真及实验验证了控制策略的有效性。     

基于Labview的交流接触器动态过程测试技术

介绍一种基于Labview的交流接触器动态过程测试装置的硬件结构和软件编程.该装置以AT89S51单片机为控制核心,实现交流接触器的选相合分闸,同时实时采集交流接触器在不同相角下的铁心位移信号、线圈电流信号和铁心、触头的开合信号,进而完成交流接触器的动态特性测试.该测试装置结构简单、操作方便,能为进一步研究交流接触器的...     

智能交流接触器动态电感测量及合闸位移预测

动态电感和合闸位移是衡量智能交流接触器动态特性的两项重要参数,为对动态电感和位移进行预测,引入空气间隙与等效磁阻之间的数学关系,建立了一种智能交流接触器等效磁路模型。通过在线检测线圈输入电压和电流,实现对动态电感和合闸位移在线实时监测的目的,可有效掌握和评估智能交流接触器的实时动态特性。采用激光位移传感器对接触器动态特性进行同步对比实验,实验结果显示预测位移与位移传感器实际测量位移较为吻合,表明在无需位移传感器的条件下,可有效预测接触器的动态特性。     

基于单极开关的并联型接触器同步控制策略

将接触器触头以并联形式连接构成并联型接触器来实现扩容运行,由于触头系统互相独立,通断过程的同步性以及吸持过程的稳定性难以保证,因此该文提出一种基于单极开关的同步控制策略:通过对各极接触器线圈控制信号的逻辑处理,对各个单极开关独立触头系统进行关联控制,实现各极接触器定相合闸动作与零电流分闸动作的同步性。通过检测并联型接触器分断过程中的电流转移现象,在线判别分断顺序及分断时刻,对分断顺序进行动态调整,并跟随接触器分断动作时间变化,将分断时刻自适应调整在设定的零电流分断区域内。在吸持过程中,为防止发生不同步误动作,设计常态与非常态两种线圈电流控制模式,以触头工况为反馈自适应调整线圈电流控制模式,改变吸持过程线圈电流保持不变的单一节能运行控制方式,实现并联型接触器的自适应同步稳定吸持。相关实验验证了控制策略的有效性。     

高压开关设备的状态维修技术

金属开关柜柜内和手车触头温升、断路器机械特性及断路器触头电弧烧损是造成开关柜设备故障的重要原因,对它们进行有效的实时监测是实现开关设备维护方式转换的关键。介绍了CG2061型高压断路器触头温升在线测量系统原理及应用,永磁操动机构断路器远方监视技术及断路器触头电弧烧损监测技术。分析了断路器分闸动作时线圈电流波形与动铁心位移关系。列举了断路器短路开断电流与开断次数的计算方法。指出了将运行成熟的在线监测技术纳入设计和制造中,可以降低电器产品在线监测单元的安装费用,减少不必要工作。     

交流接触器触头弹跳的仿真及影响因素

交流接触器在接通电路时,动触头产生的弹跳不仅影响系统的性能,而且降低接触器的电寿命.本文建立了接触器闭合过程的动态数学模型,利用ADAMS软件的用户自编程实现了闭合过程的机械运动方程、电磁场方程和电路方程的耦合求解,并采用泊松模型处理了触头和铁心的接触约束,实现了对接触器动态全过程和触头弹跳的仿真分析.在此基础上研究了合闸相角、触头弹簧参数和线圈电压对动触头弹跳的影响,通过实验对计算结果进行了验证,为研究接触器的动态特性和触头弹跳提供了途径.